1、廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院本章學習要求本章學習要求：1.掌握掌握虛擬儀器虛擬儀器的基本概念的基本概念2.掌握掌握LabVIEW軟件軟件的功能的功能3.了解了解LabVIEW的的編程思想編程思想第一章緒論第一章緒論廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 第一章緒論第一章緒論 虛擬儀器是指以虛擬儀器是指以計算機計算機（PC）和操作系統的高速）和操作系統的高速運算和控制能力為基礎，運算和控制能力為基礎，結合高精度高速的結合高精度高速的I/O接口硬接口硬件儀器件儀器（PC DAQ卡、卡、GPIB儀器、串并口儀器、儀器、串并口儀器、PXI/VXI儀器、

2、圖像采集卡）等，并利用（儀器、圖像采集卡）等，并利用（LabVIEW）軟件對測控數據進行軟件對測控數據進行用戶自定義的用戶自定義的采集、顯示、存儲、采集、顯示、存儲、運算分析和輸出控制，以實現各種傳統儀器功能的一運算分析和輸出控制，以實現各種傳統儀器功能的一種種計算機測控儀器系統計算機測控儀器系統。這里的。這里的“虛擬虛擬”有兩層含義：有兩層含義： 虛擬的儀器面板；虛擬的儀器面板； 由由軟件實現各類儀器的測控功能（盡可能的使用軟件實現各類儀器的測控功能（盡可能的使用通用硬件通用硬件）。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 虛擬儀器的基本結構和類型虛擬儀器

3、的基本結構和類型GPIBSerialDAQProcessorUnit Under TestVXIImage AcquisitionMotionControlPXIApplicationSoftwareHardware & Driver Software LabWindows/CVI LabVIEW廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 待測模擬信號待測模擬信號信號處理信號處理DSP/FPGA前置預處理前置預處理數據顯示數據顯示信號輸入信號輸入硬件電子系統硬件電子系統A/D轉換轉換數字信號處理數字信號處理數據顯示數據顯示數字信號產生數字信號產生信號輸

4、出信號輸出信號控制信號控制待測模擬信號待測模擬信號輸出模擬信號輸出模擬信號D/A轉換轉換計算機數字計算機數字信號控制信號控制數字信號產生數字信號產生輸出模擬信號輸出模擬信號傳統（數字）儀器傳統（數字）儀器虛擬儀器虛擬儀器DAQ卡卡 利用利用計算機強大、高效的數字信號處理和控制能力計算機強大、高效的數字信號處理和控制能力，配，配合高速高精度的合高速高精度的DAQ設備，實現與傳統專用儀器相同乃至設備，實現與傳統專用儀器相同乃至更強的功能，組成虛擬儀器更強的功能，組成虛擬儀器前置預處理前置預處理A/DD/A+PCLabVIEW廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概

5、念 虛擬儀器虛擬儀器傳統儀器傳統儀器開放、靈活，可與計算機技術保持同步發展封閉、固定用戶定義儀器功能廠商定義儀器功能關鍵是軟件關鍵是軟件關鍵是硬件關鍵是硬件價格低、可復用與可重配置性強價格昂貴技術更新周期短(12年)技術更新周期長(510年)軟件使得開發與維護費用降至最低開發與維護開銷高網絡化虛擬儀器網絡化虛擬儀器適合異地或遠程控制、數據采集、故障監測、報警等功能單一、互聯有限的獨立設備廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院平臺特性GPIB（IEEE 488標準）標準）PC-DAQ（典型：（典型：PCI總線）總線）PXI(由由PCI總線擴展而來總線擴展而來)總線寬度88，16，32(expa

6、ndable to 64)同PCI總線總線頻率33MHz、66MHz同PCI總線數據傳速率1MB/s(3-wire)8MB/s(HS488)典型：132MB/s最高：1064MB/s同PCI總線特點可連接最多14臺儀器；傳輸距離小可直接插入計算機可直接插入計算機的的PCI插槽插槽，使用靈使用靈活方便活方便；插槽數有限；可靠性較差。完全兼容PCI總線；通常需要專用的PXI機箱，可擴展到255個機箱和上千個模塊；可靠性較強。產品種類10,0001,0001,000價格低廉昂貴適中較為昂貴適用場合低頻、低速、通道少、對電磁干擾要求不嚴高頻、大容量、EMI屏蔽要求高1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念

7、 典型的虛擬儀器標準體系結構典型的虛擬儀器標準體系結構廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 C O M P U T E R G P I B I n t e r f a c e G P I B C a b l e G P I B I n s t r u m e n t s GPIBGPIB控制方案控制方案廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 NI-PXIe 8103EmbeddedControllerNI-PXIe 1062Q8槽機箱槽機箱PXI系統由三個基本部系統由三個基本部分組成分組成機箱、系機箱、系統控制器和外

8、圍模塊。統控制器和外圍模塊。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 典型的典型的DAQ虛擬儀器由四部分構成：虛擬儀器由四部分構成：PCIUSBPCMAIC/（筆記本電腦）（筆記本電腦）廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.1 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 PC-USB DAQ控制方案控制方案廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院第一章緒論第一章緒論1.2 虛擬儀器的軟件簡介虛擬儀器的軟件簡介1I/O 接口儀器驅動程序接口儀器驅動程序-NI DAQmx 完成特定外部完成特定外部DAQ硬件設備的設置、擴硬件設備的設置、擴展、驅動與通信等功能。展、驅動與

9、通信等功能。2應用程序應用程序-LabVIEW系列軟件系列軟件 （包含兩方面功能的程序）包含兩方面功能的程序） : 實現實現虛擬面板功能虛擬面板功能的軟件程序的軟件程序 ； 定義測試功能的定義測試功能的流程圖軟件程序流程圖軟件程序。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.2 LabVIEW簡介簡介 什么是什么是LabVIEW ? LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, 實驗室虛擬儀器工程平臺實驗室虛擬儀器工程平臺 ) 是美國是美國 NI 公司推出的一種基于公司推出的一種基于 G 語言語言 ( Graphic

10、s Language, 圖形化編程語言圖形化編程語言 ) 的虛擬儀器軟件開發工具。的虛擬儀器軟件開發工具。 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.2 LabVIEW簡介簡介 LabVIEW LabVIEW 軟件的特點軟件的特點 采用采用數據流數據流編程模式，是能夠同時運行多個程序的編程模式，是能夠同時運行多個程序的多任務系統。多任務系統。 提供了豐富的用于數據采集、信號分析、圖形表達提供了豐富的用于數據采集、信號分析、圖形表達/數據存儲、控制運算等的數據存儲、控制運算等的函數庫函數庫。 提供如設置斷點、單步運行提供如設置斷點、單步運行, 高亮執行等調試工具高亮執行等調試工具, 使程序的調

11、試和開發更為便捷。使程序的調試和開發更為便捷。 內置了內置了 PCI、DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232 和和 RS 485 在內的各種儀器通信總線標準的所有功能函在內的各種儀器通信總線標準的所有功能函數數, 支持數據采集卡和支持數據采集卡和GPIB、串口設備、串口設備、VXI儀器、儀器、PLC、工業現場總線以及用戶特殊的硬件板卡。、工業現場總線以及用戶特殊的硬件板卡。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.2 LabVIEW簡介簡介 具有強大的具有強大的外部接口能力外部接口能力，可以實現，可以實現 LabVIEW 與外部的應用軟件與外部的應用軟件(如如Word,Excel等等

12、)、C語言語言、Windows API 、MATLAB等編等編程語言之間的通信。程語言之間的通信。 強大的強大的 Internet 功能功能, 內置了便于應用內置了便于應用TCP/IP、DDE、Active X 等軟件標準的庫函數。支持常等軟件標準的庫函數。支持常用網絡協議用網絡協議, 方便網絡、遠程測控儀器的開發。方便網絡、遠程測控儀器的開發。 支持多操作系統平臺可直接移植到其它平臺上支持多操作系統平臺可直接移植到其它平臺上廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 第一章緒論第一章緒論一、信號分析一、信號分析二、遠程在線監測二、遠程在線監

13、測三、工業測控三、工業測控四、系統仿真四、系統仿真廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 波音公司使用波音公司使用NI PXI硬件平臺和硬件平臺和LabVIEW軟件定位飛機起降時的噪聲軟件定位飛機起降時的噪聲 使用使用NI 的的PXI 控制器、機箱、控制器、機箱、動態信號分析儀和動態信號分析儀和LabVIEW 軟軟件來設計一個可升級的分布式測件來設計一個可升級的分布式測試系統，該系統擁有嚴格的定時試系統，該系統擁有嚴格的定時和同步功能，用于在飛機低空飛和同步功能，用于在飛機低空飛行測試時進行相控陣數據采集。行測試時進行相控陣數據采集。 把

14、采集系統分布地放置在多把采集系統分布地放置在多個機箱中，嚴格同步所有的通道，個機箱中，嚴格同步所有的通道，而且可以允許無限數量的通道數而且可以允許無限數量的通道數擴展。需要的電纜數量是原來的擴展。需要的電纜數量是原來的1/5，使麥克風系統的成本降低為，使麥克風系統的成本降低為原來的原來的1/30600多個多個基地麥克風按照自定義的螺旋狀方式安裝在一個基地麥克風按照自定義的螺旋狀方式安裝在一個250 英尺寬、英尺寬、300 英英尺長的跑道區域的末端，多個尺長的跑道區域的末端，多個PXI系統中的采集通道分別連接到麥克風上。系統中的采集通道分別連接到麥克風上。在在777-300ER 飛機飛過頭頂時，

15、獲取它發出的噪音，飛機飛過頭頂時，獲取它發出的噪音，使用使用LabVIEW軟件立軟件立即恢復并處理數據，然后得到一幅該飛機的聲學成像圖即恢復并處理數據，然后得到一幅該飛機的聲學成像圖。一個。一個數據處理計算數據處理計算機集群通過千兆網連接到主計算機上機集群通過千兆網連接到主計算機上，用于對這些數據和圖像進行實時分析。，用于對這些數據和圖像進行實時分析。超過600 個麥克風的數據被采集并分析廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 使用使用LabVIEW和和NI硬件精確安全地測量胎兒心率硬件精確安全地測量胎兒心率(FHR) 采用采用LabVI

16、EW來實現調制信號生成，經來實現調制信號生成，經NI USB 9474數字輸出模塊在計數字輸出模塊在計數器端生成數器端生成725Hz的信號驅動的信號驅動LED照射孕婦，使用照射孕婦，使用24位的位的NI USB-9239 DAQ采集經母親和胎兒的血液脈動調制后的信號，然后采集經母親和胎兒的血液脈動調制后的信號，然后采用采用LabVIEW來實現同來實現同步檢測算法、降采樣、高通濾波、自適應噪聲消除步檢測算法、降采樣、高通濾波、自適應噪聲消除(ANC)等算法等算法后從混合信后從混合信號中提取胎兒的光電血管容積圖（號中提取胎兒的光電血管容積圖（PPG）信號，從而分析胎兒心率。）信號，從而分析胎兒心率

17、。 此方法既可避免傳統的超聲波檢測法對胎兒的傷害，又可避免胎兒心電此方法既可避免傳統的超聲波檢測法對胎兒的傷害，又可避免胎兒心電圖圖(FECG)法的復雜步驟。法的復雜步驟。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院克羅地亞克羅地亞VESKI 公司推出基于公司推出基于LabVIEW 的水電設備在線監測系統的水電設備在線監測系統1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 水電設備的現代化監控水電設備的現代化監控系統通常要求采集振動、溫系統通常要求采集振動、溫度、壓力、流量等一系列數度、壓力、流量等一系列數據，并同步維護一個據，并同步維護一個儲存相儲存相關信息的數據庫關信息的數據庫。VES

18、KI基基于于NI LabVIEW 開發開發的開發開發的CoDiS 系統可以監控發電機系統可以監控發電機的一系列參數，如：相對軸的一系列參數，如：相對軸振、絕對轉子振動、定子和振、絕對轉子振動、定子和基座的動態特性、空氣間隙基座的動態特性、空氣間隙狀態、轉子極磁通、電氣參狀態、轉子極磁通、電氣參數數(電壓，電流電壓，電流)、有功功率、有功功率/ 無功功率、以及大型旋轉電無功功率、以及大型旋轉電機的水力學參數機的水力學參數(效率效率)，被，被客戶稱為客戶稱為“水電站的健康顧水電站的健康顧問問”。整個系統通過其網口可以與中央處理器的整個系統通過其網口可以與中央處理器的數據庫通信數據庫通信；而；而La

19、bVIEW 聲音與振動工聲音與振動工具包具包提供了很多現成的分析工具，可以直提供了很多現成的分析工具，可以直接計算出總諧波失真接計算出總諧波失真(THD)等分析結果。等分析結果。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院1.3 LabVIEW與虛擬儀器的應用與虛擬儀器的應用 基于基于LabVIEW的輪缸壓力測試仿真系統的輪缸壓力測試仿真系統受高速開關閥電磁鐵的響應能力及閥芯運動時間的影響，實際的閥芯響應不受高速開關閥電磁鐵的響應能力及閥芯運動時間的影響，實際的閥芯響應不能完全跟隨脈寬信號的變化，脈沖調

20、制周期和占空比對其影響很大。因此需能完全跟隨脈寬信號的變化，脈沖調制周期和占空比對其影響很大。因此需要搭建如圖所示的測試仿真平臺，得到在不同的載波頻率下得到不同的增減要搭建如圖所示的測試仿真平臺，得到在不同的載波頻率下得到不同的增減壓力曲線。綜合考慮控制的快速性和有效的占空比調節范圍選擇合適的載波壓力曲線。綜合考慮控制的快速性和有效的占空比調節范圍選擇合適的載波頻率。頻率。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院第一章緒論第一章緒論1.4 課程學習的網絡資源課程學習的網絡資源-非常精彩的海量非常精彩的海量中文中文資料和資料和視頻，而且視頻，而且免費免費?!太令人興奮了！太令人興奮了！請到百度中

21、輸入請到百度中輸入“NI中中國國”。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院本章學習要求本章學習要求：1.掌握掌握LabVIEW軟件的軟件的程序設計與調試程序設計與調試技術技術2.掌握掌握子子VI的創建及調用的創建及調用第二章第二章LabVIEW程序設計入門程序設計入門廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建第二章第二章LabVIEW程序設計入門程序設計入門 使用使用LabVIEW開發平臺編制的程序稱為虛擬儀開發平臺編制的程序稱為虛擬儀器（器（Virtual Instruments）程序，簡稱為）程序，簡稱為VI。 它包括它包括前面板前面板（Front Panel）、）

22、、程序框圖程序框圖（Block Diagram）以及）以及圖標圖標/連接線連接線(Icon/Connector)三部分。三部分。 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 2.1.1前面板前面板: 用于用于模擬真實儀表的操作面板模擬真實儀表的操作面板，即圖形化用戶，即圖形化用戶界面，在界面，在VI中中用于設置輸入數值和觀察輸出量用于設置輸入數值和觀察輸出量。 前面板構成：前面板構成：控制控制（Control）、）、顯示顯示（Indicator）和和修飾修飾（Decoration）構成。）構成。控制（輸入）：用戶設置和修改控制（輸入）：用戶設置和修改VI輸入量的接口；輸入

23、量的接口；顯示：顯示顯示：顯示VI輸出數據或圖形；輸出數據或圖形；修飾：對前面板進行美化、裝飾。修飾：對前面板進行美化、裝飾。控制和顯示統稱為控制和顯示統稱為控件控件。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 前面板的控件模板前面板的控件模板:每個圖標代表一類子模板。每個圖標代表一類子模板。 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 區分控制和顯示的辦法區分控制和顯示的辦法: :程序框圖中箭頭的指向程序框圖中箭頭的指向廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 2.1.2程序框圖程序框圖: 與傳統儀器中的電子線路、硬件模塊和

24、信與傳統儀器中的電子線路、硬件模塊和信號處理（號處理（DSP）模塊的功能類似，在）模塊的功能類似，在VI中用于中用于實現數據采集、信號分析與處理、輸出控制實現數據采集、信號分析與處理、輸出控制等等功能。功能。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 函數模板：函數模板：是創建流是創建流程圖程序程圖程序的工具。的工具。該模板上該模板上的每一個的每一個頂層圖標頂層圖標都表示一都表示一個子模板。個子模板。 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 2.1.3創建創建VI的一般步驟的一般步驟 1.選擇創建一個新的選擇創建一個新的VI； 2.創建創建VI前

25、面板；前面板； 3.創建框圖程序；創建框圖程序； 4.保存保存VI。 例：每隔例：每隔500ms產生一個隨機數，用波形圖表產生一個隨機數，用波形圖表顯示該隨機數的大小，且當隨機數大于顯示該隨機數的大小，且當隨機數大于0.5時，報警時，報警指示燈亮。指示燈亮。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 1、選擇創建一個新的、選擇創建一個新的VI廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 2、創建、創建VI的前面板的前面板廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.1 VI的創建的創建 3、創建、創建VI的程序框圖的程序框圖廣西大學電氣工程學院廣西大學電

26、氣工程學院2.1 VI的創建的創建 4、運行結果、運行結果廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試第二章第二章LabVIEW程序設計入門程序設計入門 2.2.1 2.2.1 運行運行VIVI1.1.運行運行VIVI 2. 2.連續運行連續運行VIVI 3. 3.停止運行停止運行VIVI 4. 4.暫停暫停VIVI運行運行廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試2.2.2 2.2.2 調試調試VIVI 1. 1.單步執行單步執行VIVI (1) (1)單步（入）執行單步（入）執行 (2)(2)單步（跳）執行單步（跳）執行 (

27、3)(3)單步（出）單步（出）廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試2.2.設置斷點設置斷點 將工具模板中鼠標切換到斷點工具狀態，將工具模板中鼠標切換到斷點工具狀態，單擊框圖程序中需設置斷點的地方即可。單擊框圖程序中需設置斷點的地方即可。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試3.3.設置探針設置探針 將工具模板總鼠標切換到探針工具狀態，單擊框將工具模板總鼠標切換到探針工具狀態，單擊框圖程序中需查看的數據連線，會彈出一個對話框，若圖程序中需查看的數據連線，會彈出一個對話框，若有數據流過，即顯示該數據值。有數據流過，即顯示

28、該數據值。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試4.4.顯示數據流動動畫顯示數據流動動畫 單擊工具條中單擊工具條中 運行運行VIVI，再框圖程序上實時顯示程序執行過程。，再框圖程序上實時顯示程序執行過程。通常和單步結合使用。通常和單步結合使用。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2 VI的運行與調試的運行與調試 課堂練習：課堂練習： 創建一個創建一個VI程序模程序模擬溫度測量，用溫度計顯示溫度，擬溫度測量，用溫度計顯示溫度，其其攝氏溫度值用隨機數生成攝氏溫度值用隨機數生成VI乘乘上上100來模擬來模擬。本程序可以分別。本程序可以分別顯示攝氏溫度和華

29、氏溫度：華氏顯示攝氏溫度和華氏溫度：華氏溫度攝氏溫度溫度攝氏溫度*1.8+32。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.3創建和調用子創建和調用子VI第二章第二章LabVIEW程序設計入門程序設計入門 子子VI（SubVI）相當于普通編程語言中的子程序，）相當于普通編程語言中的子程序，也就是被其他的也就是被其他的 VI調用的調用的VI。在程序框圖中打開。在程序框圖中打開 函函數數 選擇選擇VI. ，就可以選擇要調用的子，就可以選擇要調用的子 VI 。構造一。構造一個子個子VI主要的工作就是主要的工作就是定義它的圖標和聯接器定義它的圖標和聯接器。1.1.創建創建VIVI圖標圖標 每個每個VI

30、在前面板和流在前面板和流程圖窗口的右上角都顯示程圖窗口的右上角都顯示了一個默認的圖標。啟動了一個默認的圖標。啟動圖標編輯器的方法是，用圖標編輯器的方法是，用鼠標右鍵單擊面板窗口的鼠標右鍵單擊面板窗口的右上角的默認圖標，在彈右上角的默認圖標，在彈出菜單中選擇出菜單中選擇 “編輯圖編輯圖標標”。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.2.創建連線板創建連線板2.3 創建和調用子創建和調用子VI 創建連線板的方法是創建連線板的方法是：用鼠標右鍵單擊面板窗口：用鼠標右鍵單擊面板窗口中的圖標窗口，在快捷菜單中選擇中的圖標窗口，在快捷菜單中選擇 “顯示連接板顯示連接板”。 連接線圖標會取代面板窗口右上

31、角的圖標。連接線圖標會取代面板窗口右上角的圖標。LabVIEW 自動選擇的端子連接模式是控制對象的端自動選擇的端子連接模式是控制對象的端子位于聯接器窗口的左邊，顯示對象的端子位于聯接子位于聯接器窗口的左邊，顯示對象的端子位于聯接器窗口右邊。器窗口右邊。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.3 創建和調用子創建和調用子VI例：產生一個隨機數并顯示，當數值大于報警限時，例：產生一個隨機數并顯示，當數值大于報警限時，報警燈亮。將該報警燈亮。將該VI生成一個子生成一個子VI并保持。并保持。第一步第一步. .創建創建VIVI的前面板和程序框圖的前面板和程序框圖廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學

32、院2.3 創建和調用子創建和調用子VI第二步第二步. .創建子創建子VIVI的圖標的圖標 右鍵點擊前面板或程序右鍵點擊前面板或程序框圖窗口右上角的圖標，選框圖窗口右上角的圖標，選擇擇“編輯圖標編輯圖標”。 一般來說，很難把圖標一般來說，很難把圖標弄得美觀弄得美觀.廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.3 創建和調用子創建和調用子VI第三步第三步. .創建連線板創建連線板 右鍵點擊前面板窗口右上角右鍵點擊前面板窗口右上角的圖標，選擇的圖標，選擇“顯示連線顯示連線板板”“模式模式”。因。因本例只有本例只有1個控制和個控制和2個顯示個顯示，所以選擇如，所以選擇如圖所示的模式，每個方塊為一圖所示

33、的模式，每個方塊為一個連線端口個連線端口第四步第四步. .連線板定義連線板定義 用連線工具用連線工具 單擊連線板左單擊連線板左邊的輸入窗口，該端口將變成黑邊的輸入窗口，該端口將變成黑色。然后再用連線工具單擊前面色。然后再用連線工具單擊前面板上的板上的“報警限報警限”控件，則該端控件，則該端口變成與口變成與“報警限報警限”控件的數據控件的數據類型相同的顏色（棕色）。類型相同的顏色（棕色）。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2.3 創建和調用子創建和調用子VI 如法炮制，如法炮制， 用連線工具用連線工具 單擊連線板右邊的輸出窗口，單擊連線板右邊的輸出窗口，然后再用連線工具單擊前面板然后再用連

34、線工具單擊前面板上的上的“隨機數值隨機數值”和和“報警燈報警燈”控件，則這控件，則這2個端口變成與個端口變成與“隨隨機數值機數值”和和“報警燈報警燈”控件數控件數據類型相同的顏色（棕色、綠據類型相同的顏色（棕色、綠色）。色）。第五步第五步. .保存保存VIVI 定義完連線板的連接端口，就完成了子定義完連線板的連接端口，就完成了子VI的創的創建，保存該子建，保存該子VI后，就可以在其它后，就可以在其它VI中調用它。中調用它。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3. 3. 調用子調用子VIVI2.3 創建和調用子創建和調用子VI調用子調用子VI的步驟：的步驟： 1.在在”函數函數“模板中選擇模

35、板中選擇”選選擇擇“選擇選擇VI”，到子，到子VI的保存路的保存路徑中進行選擇；徑中進行選擇； 2.將子將子VI的圖標放入主的圖標放入主VI框圖框圖程序中；程序中； 3.連線。連線。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院本章學習要求本章學習要求：1.掌握掌握LabVIEW中的中的數據類型數據類型及操作及操作2.學習常用學習常用數組、簇函數的數組、簇函數的使用使用3. 掌握掌握For、While循環、循環、Case結構和順序結結構和順序結 構構的操作的操作4.掌握各類掌握各類波形圖表控件波形圖表控件的特性及操作的特性及操作5.掌握各類掌握各類文件的讀寫操作文件的讀寫操作第三章第三章 數據類型與

36、程序結構數據類型與程序結構廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院第三章第三章 數據類型與程序結構數據類型與程序結構3.1 LabVIEW中的數據類型及操作中的數據類型及操作認識數據類型的概念，編程時需要明確函數和認識數據類型的概念，編程時需要明確函數和子子VI每一個數據節點的每一個數據節點的數據匹配數據匹配；學習要點學習要點廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 LabVIEW中的數據類型與操作中的數據類型與操作 LabVIEW的數據按類型有的數據按類型有數值型數值型、布爾布爾（邏輯）型邏輯）型、字符串型字符串型、文件路徑文件路徑等幾等幾類，在結構上有類，在結構上有標量標量、一維數組

37、一維數組、多維多維數組數組和和簇簇等。編程時需要注意等。編程時需要注意數據連線數據連線匹配匹配。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 LabVIEW中的數據類型與操作中的數據類型與操作 3.1.1 數值型對象數值型對象 數據類型隱含在前面板的控制（輸入信號）數據類型隱含在前面板的控制（輸入信號）和指示（輸出信號中）；和指示（輸出信號中）； 使用使用右鍵快捷菜單右鍵快捷菜單來改變來改變數值型數值型控制與指示控制與指示對象的屬性：數值大小、數據類型、數據范對象的屬性：數值大小、數據類型、數據范圍和精度等；圍和精度等； 數值型數值型常量常量只能在只能在程序框圖窗口程序框圖窗口中創建中創建。

38、廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.1 數值型對象及操作數值型對象及操作 數值型對象的操作：數值型對象的操作： 在函數模板的在函數模板的Numeric子模板子模板下，提供了大下，提供了大量的函數供調用，常用的初等數學運算功能量的函數供調用，常用的初等數學運算功能都可以用這些函數實現；都可以用這些函數實現； 在在數學數學模板下面有大量的高等數學運算模板下面有大量的高等數學運算VI； 還可以使用另外還可以使用另外2個個Express VI：公式公式VI、時域信號處理函數時域信號處理函數VI。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 LabVIEW中的數據類型與操作中的數據類型與操

39、作 3.1.2 布爾型對象及操作布爾型對象及操作 布爾型對象的值為布爾型對象的值為真（真（True）或或假（假（False)，其最，其最常應用于條件判斷中；常應用于條件判斷中； 布爾量在測試虛擬儀器程序設計中承擔著重要的布爾量在測試虛擬儀器程序設計中承擔著重要的控制與指示功能：如開始或結束一個過程；判斷控制與指示功能：如開始或結束一個過程；判斷某個物理量是否處于合理范圍等，并可在程序中某個物理量是否處于合理范圍等，并可在程序中起到提示和預警等作用。起到提示和預警等作用。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.1 數值型對象及操作數值型對象及操作 布爾控制的機械動作布爾控制的機械動作 布

40、爾型控制的一個重要屬性是它的布爾型控制的一個重要屬性是它的機械動作屬性機械動作屬性（mechanical action)，它可以模擬實際開關觸點的開，它可以模擬實際開關觸點的開/閉特性；閉特性； 在布爾型控制上用在布爾型控制上用右鍵彈出快捷菜單右鍵彈出快捷菜單，選中其中的機，選中其中的機械動作（械動作（Mechanical Action項）項），以設置該布爾型控，以設置該布爾型控制的機械動作屬性；制的機械動作屬性； 布爾型控制共有布爾型控制共有6種不同的機械動作屬性種不同的機械動作屬性。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.1 布爾型對象及操作布爾型對象及操作 課堂練習課堂練習 :

41、:修改修改布爾開關的機械布爾開關的機械動作動作( (演示演示) ).廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 LabVIEW中的數據類型與操作中的數據類型與操作 3.1.3 字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件創建字符串控制器和指示器：創建字符串控制器和指示器：廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件字符串控件的菜單選項字符串控件的菜單選項 1、顯示模式：、顯示模式：在字符串對象上單在字符串對象上單擊鼠標右鍵彈出字擊鼠標右鍵彈出字符串菜單選項符串菜單選項廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院2滾動條滾動條 ( Scr

42、ollbar )“鍵入時刷新鍵入時刷新”選項選項 在程序運行過程中，字符串顯示器的內容將會隨在程序運行過程中，字符串顯示器的內容將會隨著字符的輸入而改變，無需用戶按動鍵盤上的回車按著字符的輸入而改變，無需用戶按動鍵盤上的回車按鈕或工具欄的確認按鈕進行輸入確認。鈕或工具欄的確認按鈕進行輸入確認。3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件創建文件路徑控件創建文件路徑控件廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院常用字符常用字符串函數串函數1. String Length (字符串長度字符

43、串長度)函數：函數：2. Concatenate String (連接字符串連接字符串) 函數函數 3. String Subset( 從字符串提取子串從字符串提取子串)函數函數4.Match Pattern (查找匹配字串查找匹配字串)函數函數 5.Format Into String (格式化字符串格式化字符串)函數函數 6. 數據、文件路徑與字符串轉換的函數數據、文件路徑與字符串轉換的函數3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院字符串函數應用舉例字符串函數應用舉例例、例、 Match Pattern（查找匹配字符串）（查找匹配字符

44、串） 函數的使用。函數的使用。3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1.3字符型對象和文件路徑控件字符型對象和文件路徑控件課堂練習：課堂練習： 使用字符串函數等設計一個使用字符串函數等設計一個VI, 在前在前面板輸入密碼，密碼輸入時顯示面板輸入密碼，密碼輸入時顯示*，檢測輸入檢測輸入密碼與設定密碼（密碼與設定密碼（可設置可設置為為“password”）是否匹配，如果不）是否匹配，如果不匹配則提示匹配則提示“密碼錯誤密碼錯誤”，若密碼，若密碼匹配則在一個字符顯示框中顯示系匹配則在一個字符顯示框中顯示系統當前的日期和時間。統當前的日期

45、和時間。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 1.2 3.2 8.0 6.0 4.801234index5個元素數組數組是數組是相同類型相同類型數據元素的有序集合數據元素的有序集合創建數組的方法創建數組的方法 ：u前面板前面板數組數組& &矩陣矩陣& &簇簇子模板創建各種數組控件；子模板創建各種數組控件；u程序框圖窗口的程序框圖窗口的數組數組子模板創建數組子模板創建數組常量常量；u利用利用循環結構的自動索引功能循環結構的自動索引功能創建數組創建數組第三章第三章 數據類型與程序結構數據類型與程序結構廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2

46、 數組數組 3.2.1創建數組創建數組 1 1、在、在前面板創建數組控件前面板創建數組控件: :創建一個數組有兩件創建一個數組有兩件事要做，首先要建一個數組的事要做，首先要建一個數組的“殼殼”（shellshell），然），然后在這個殼中置入數組元素（數或字符串等）。后在這個殼中置入數組元素（數或字符串等）。n1）放置數組框（數組殼）放置數組框（數組殼 ）廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 數組數組 n2）定義數組類型（把一個數值）定義數組類型（把一個數值對象，例如對象，例如數值型、字符型數值型、字符型或或布布爾型爾型拖曳到數組殼中）拖曳到數組殼中）廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣

47、工程學院3.2 數組數組 數組元素的顯示（用數組元素的顯示（用鼠標拖曳鼠標拖曳拉大數組外殼）拉大數組外殼）多維數組創建方法多維數組創建方法廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 2 2、在、在程序框圖程序框圖創建創建數組常量數組常量 常數數組空殼常數數組空殼 布爾常數數組布爾常數數組 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2數組數組 3.2.2 利用循環的自動索引功能創建數組利用循環的自動索引功能創建數組什么是循什么是循環的自動環的自動索引？索引？ For Loop 和和 While Loop 結構都可以結構都可以在它們的邊界自動在它們的邊界自動索引數組或積聚數組索引數

48、組或積聚數組，這一匯，這一匯集數據的能力稱為集數據的能力稱為自動索引自動索引。例例 ：利用：利用For Loop創創建一維數組建一維數組廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 例：利用例：利用For Loop創創建二維數組建二維數組廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 例：利用自動索引計算數組例：利用自動索引計算數組元素的元素的平方和平方和當把數組傳送到一個當把數組傳送到一個自動索引有效的自動索引有效的For 循環中循環中，LabVIEW將將自動自動把循環次數把循環次數設置設置為數組長度為數組長度，這樣就，這樣就可以不再需要把循環可以不再需要把循環次數連接

49、到次數連接到For 循環循環的計數端子的計數端子N上上廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 注意注意:u對于對于For Loop結構的每一個數組，其缺省為自動索引結構的每一個數組，其缺省為自動索引使能使能，u相反接入相反接入While Loop結構的每一個數組，其缺省值為結構的每一個數組，其缺省值為關閉關閉 自動索引。自動索引。u決定決定ForFor循環次數的是數組的長度而不是循環次數的是數組的長度而不是N N, ,這是因為數組的這是因為數組的長度比長度比 N N小。小。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 3.2.3利用數組函數進行數組操作利用數組函數

50、進行數組操作 數組（數組（Array)函數選函數選項板項板廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 1 1、創建數組：、創建數組：Build ArrayBuild Array函數函數( (用于根據標量用于根據標量值或者其他的數組創建一個數組值或者其他的數組創建一個數組) )。例：例：將將3個字符串常數放入一個一維字符串數組中個字符串常數放入一個一維字符串數組中 例：例：將三組一維數值數組組成一個二維數組將三組一維數值數組組成一個二維數組 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 若在函數彈出菜單選若在函數彈出菜單選擇擇“連接輸入連接輸入”項項, ,則則函數會將兩

51、個數組按函數會將兩個數組按輸入順序合并成一個輸入順序合并成一個一維數組輸出一維數組輸出輸出二維數組輸出二維數組輸出一維數組輸出一維數組 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.1 數組數組 2.Array Size (數組大小數組大小)函數函數3.Initialize Array (初始化數組，初始化數組，所有元素相同所有元素相同)廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 4Array Subset( 數組子集數組子集 )函數函數例：例：Array Subset 函數的使用函數的使用廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 5. Index Array (索

52、引數組索引數組) 函數：函數：用于訪問數組中指定位置的元素用于訪問數組中指定位置的元素廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 例：使用索引數組例：使用索引數組從數組中提取一行或一列從數組中提取一行或一列 Index Array函數既可從數組中抽函數既可從數組中抽取一個標量元素。也可用于從一取一個標量元素。也可用于從一個二維數組中個二維數組中抽取一行抽取一行或或一列一列來來產生一個原數組的子數組。產生一個原數組的子數組。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院課堂練習課堂練習3.2 數組數組 找出如圖所示二維數找出如圖所示二維數組中的最大、最小值組中的最大、最小值及位置，以及數

53、值及位置，以及數值“8”在數組中的行、列位在數組中的行、列位置。置。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.2 數組數組 3.2.4函數的多態性（函數的多態性（Polymorphism）概念）概念多態性是指函數可以多態性是指函數可以接受不同類型、不同維數或接受不同類型、不同維數或不同表示法不同表示法的輸入數據的能力。大多數的輸入數據的能力。大多數G語言函語言函數都是多態化的。數都是多態化的。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.3 簇簇（Clusters）什么是什么是簇？簇？u簇是簇是由不同類型的數據元素由不同類型的數據元素組

54、成的一種數據類型，類似于組成的一種數據類型，類似于C語語言中的言中的Structure結構體類型數據。結構體類型數據。u簇具有固定的大小。可以簇具有固定的大小。可以包含不同的數據類型包含不同的數據類型。u簇通常用于將出現在框圖上的有關數據元素分組管理。因為簇通常用于將出現在框圖上的有關數據元素分組管理。因為簇簇在框圖中僅用惟一的連線在框圖中僅用惟一的連線u在框圖上，只有當簇在框圖上，只有當簇具有相同類型、相同元素數量具有相同類型、相同元素數量和和相同元素相同元素順序時順序時，才可以將簇的端子連接才可以將簇的端子連接u多態性應用于簇時，需要簇具有相同元素數量和相同元素順序多態性應用于簇時，需要簇

55、具有相同元素數量和相同元素順序第三章第三章 數據類型與程序結構數據類型與程序結構廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.3 簇簇 3.3.1簇的創建簇的創建u在前面板上放置簇框架在前面板上放置簇框架(cluster shell)創建簇控件和指示器。創建簇控件和指示器。u將數字、布爾型、字符串、圖表、圖形、數組等將數字、布爾型、字符串、圖表、圖形、數組等任意組合任意組合放放進來創建。進來創建。u簇可以包含控制或指示器，但兩者不能同時存在。一個簇成簇可以包含控制或指示器，但兩者不能同時存在。一個簇成為控制簇或指示器簇取決于放進簇中的為控制簇或指示器簇取決于放進簇中的第一個元素第一個元素。如果放

56、進。如果放進簇框架中的第一個元素是控制，后來給簇添加的任何對象都將簇框架中的第一個元素是控制，后來給簇添加的任何對象都將變成控制對象。變成控制對象。 廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.3 簇簇 (a) 混合簇控制件混合簇控制件 (b) 混合簇指示器混合簇指示器 (c)數值型簇控制件數值型簇控制件 a. 混合簇控制端點混合簇控制端點 b.混合簇指示端點混合簇指示端點 c. 數值型控制簇數值型控制簇廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.3 簇簇 3.3.2 簇函數簇函數注意注意：如果要訪問簇中單個元素，：如果要訪問簇中單個元素，必須記住簇順序必須記住簇順序，因為簇中的單個元素是因為

57、簇中的單個元素是按順序而不是按名字按順序而不是按名字訪問的。訪問的。例：例：Bundle函數的使用。函數的使用。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院例：例：將一個簇中的各個元素值分別取出將一個簇中的各個元素值分別取出3.3 簇簇 例：例：廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.3 簇簇 3.3.3數組和簇的互換數組和簇的互換廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院第三章第三章 數據類型與程序結構數據類型與程序結構3.4 波形數據波形數據（Waveform） 波形數據實際上是一種波形數據實際上是一種特殊數據記錄類型文件特殊數據記錄類型文件，在每個記錄中可以包含一個或多個波形的數據。一個在

58、每個記錄中可以包含一個或多個波形的數據。一個波形數據包括采樣開始時間波形數據包括采樣開始時間t0, 采樣間隔采樣間隔 dt 和采樣數和采樣數據據 y( 單精度數組單精度數組)三部分信息。三部分信息。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.4 波形數據波形數據例：將聲卡的通道例：將聲卡的通道2采樣波形存儲在采樣波形存儲在D盤根目錄盤根目錄下，命名為下，命名為“聲音記錄文件聲音記錄文件”廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.4 波形數據波形數據例：將上例保存在例：將上例保存在D盤根目錄下的盤根目錄下的“聲音記錄聲音記錄文件文件”讀出并顯示讀出并顯示廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院

59、第三章第三章 數據類型與程序結構數據類型與程序結構3.5 局部變量與全局變量局部變量與全局變量 局部變量和全局變量局部變量和全局變量可以在程序的不同位置之間進行可以在程序的不同位置之間進行數據傳遞而不必進行連線數據傳遞而不必進行連線； 局部變量適用于在同一個局部變量適用于在同一個VI程序中程序中控制初始化、協調控制初始化、協調控制功能、臨時保存數據和傳遞數據。控制功能、臨時保存數據和傳遞數據。 全局變量可在不同全局變量可在不同VI之間交換數據之間交換數據； 一個變量一定是與一個前面板對象相關聯的一個變量一定是與一個前面板對象相關聯的。廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.5 局部變量與全

60、局變量局部變量與全局變量3.5.1 局部變量（只能在同一個局部變量（只能在同一個VI中使用的變量）中使用的變量） 一、創建局部變量的方法一、創建局部變量的方法(演示演示)廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.5 局部變量與全局變量局部變量與全局變量二、二、 局部變量的讀寫屬性局部變量的讀寫屬性 寫屬性：修改局部變量的值寫屬性：修改局部變量的值 讀屬性：從局部變量中取數據讀屬性：從局部變量中取數據 讀寫屬性的設置方法讀寫屬性的設置方法（可為一個面板對象建可為一個面板對象建立多個局部變量）立多個局部變量）廣西大學電氣工程學院廣西大學電氣工程學院3.5 局部變量與全局變量局部變量與全局變量三、局部變量的應用實例三、局部變量的應用